论如何在地学课程教育中培养学生的定量技能

许仲林

（新疆大学资源与环境科学学院 新疆乌鲁木齐 830046）

论如何在地学课程教育中培养学生的定量技能

许仲林

（新疆大学资源与环境科学学院 新疆乌鲁木齐 830046）

地学课程中定量技能的培养，是当前高校地理学教学中的难点问题。由于地学基础类课程是地学专业本科生首先接触的课程，因此，可以接触基础类课程的讲授向学生引入定量化的概念和方法。本文着重探讨了如何在地理学基础类课程的讲授过程中融入定量化概念的相关问题。结论认为在学院层面设计贯穿学生各阶段的教学方案，选择学生感兴趣的问题激发学生的兴趣是需要重点关注的问题。此外，通盘考虑学生的需要、课程的内容，尽可能详细、系统地制定教学计划，有助于培养学生掌握和运用不同定量方法解决实际地理学问题。

地学课程；定量化；教学

随着地理科学向定量化的发展，地学教育工作者需要考虑如何培养学生的定量思考和研究能力[1]。这些思考包括：定量的概念在哪些地学课程中是重要的？如何将定量的概念整合到课程中，达到向学生展示地学定量化的意义并提高学生的定量技能？在定量化概念的讲授过程中，不同的学生群体和课程对讲授带来的困难有哪些？如何让学生对地学中的定量化产生兴趣并在将来的研究工作中习惯于应用定量化的研究方法解决实际问题？如何设计实验让学生掌握定量化的方法？这些问题的答案，对于整个地学的发展具有重要的意义。

地理学基础类课程(如综合自然地理学)有助于学生从综合、宏观尺度上观察和理解地理学问题。若在讲授该类课程时整合定量化的方法，对于其将来的研究或者就业都是大有裨益的。但是，由于各方面的原因，目前国内少有类似的尝试。一方面，该类课程的教科书也较少涉及对地理概念和现象的定量化解释；另一方面，该类课程的教师也缺乏如何进行定量化讲授的经验[2]。即便是课本或者课堂上会出现定量化的公式，对它们的具体推倒和解释也是不充分的。这样造成的结果是：学生对应用定量化方法解决地理学问题信心不足，而教师对学生不能完成定量化的实验也感到失望。一般地，教师将该问题的原因归结为学生数学基础的欠缺。

就如何定量化的讲授地理学基础类课程，Macdonald认为关键在于：(1)如何帮助学生加强对地理概念和现象的理解；(2)如何向学生提供机会练习和提高他们的定量化技能。而现实的方法包括：在讲授的材料中包含定量化的数据；适当添加具有定量化特征的计算机模拟和运算；定量化求解地理学中的数学和逻辑问题。Macdonald还认为，以提高学生的定量化技能为目的的概念性框架有助于对课程进行设计，在这方面可行的方案包括：在传统的地理学研究方法基础上(假设求证和数据收集过程)，对定量技能所需要的过程进行分解并整合到一门课程中；设计一系列包含定量化的地理学问题，循序渐进地对学生进行指导和并帮助他们练习，这样有助于教师确定学生学习过程中存在的困难；在学院层面设计贯穿学生各阶段的教学方案，将重要的定量化技能融入到学生学习的各个阶段，以帮助学生掌握这些技能[3]。需要指出的是，这些方案并不是互相矛盾的，在现实教学过程中可相互借鉴。

这些方案的核心和前提问题是如何激发初学者(低年级本科生)学习和应用定量技能。需要注意的是，选择学生有兴趣的地理学问题是关键[4]。这类的问题包括诸如附近河流的洪水暴发等实际生活中能够亲身体验的问题，以及诸如全球变化等公共媒体得到广泛曝光的问题。另外，以某一定量化结果为主题，在课程讲授过程中尽量涉及更多方面的地理学问题，也能够激发学生的兴趣。例如，围绕土壤的粒度为主题，展开与土壤相关的多种地理过程的讲解。此外，尽可能多的让学生接触测量仪器(罗盘或者全球定位系统)，也能够让学生对定量化问题产生兴趣。

那么在地理工作中，什么样的定量技能是学生需要掌握的？该问题的答案需要考虑到地理学的不同方向和学生的年级等因素。一般地，几何学以及绘图学方面的知识是所有地理工作者需要掌握的定量技能[5]。有学者指出，空间分析能力也应该被包含在这个框架中。微积分也是高年级地理学专业学生需要掌握的知识。有些学者还认为，应该考虑将定量表述能力以及写作能力也包含在需要讲授的内容当中。因此，通盘考虑学生的需要、课程的内容，尽可能详细、系统的制定教学计划，有助于培养学生掌握和运用不同定量方法解决实际地理学问题。

需要看到的是，越来越多的从事地理学教学和研究的青年教师开始注重培养学生的定量思维和能力，这对地理学的发展是极其重要的[6]。众所周知，不仅某些传统的地理学分支(如地质工程)十分依赖与数理科学，而且现代地理学也倾向于用更加清晰和逻辑的办法描述和解决地理学问题。计算机技术和互联网的发展已经使复杂数学方法在地理学中的应用称为可能[7]。在地理学海量数据时代，引导地理学专业的学生，尤其是低年级本科生了解地理学中的数学方法，激发他们对定量技能的兴趣，培养其应用这些技能解决地理问题，是地理学教育的重要方面，也将对地理学整个学科的发展产生重要影响。

[1]钱乐祥,秦奋,许叔明,千怀遂.地理信息系统专业教育的实践与思考[J].测绘科学,2002,27(1):54-58.

[2]杜忠潮.面向21世纪师专地理科学专业课程结构改革刍议[J].咸阳师范专科学校学报,1999,12:45-46.

[3] Масdоnа1d RН, Srоgi L, Strасhеr GВ. Вui1ding thе quаntitаtivе ski11s оf studеnts in gеоsсiеnсеs соursеs. Jоurnа1 оf Gеоsсiеnсе Eduсаtiоn, 2000, 48: 409-412.

[4]董玉祥.英国高校地理学专业课程体系的特征及意义[J].经济地理,2000,20(5):125-128.

[5]廖书庆.如何培养学生的地理语言表达能力[J].地理教学,2008,8:9-11.

[6]董建勋.数值推理法在地理教学中的应用初探[J].地理教学,2012,16:33-34.

[7]李永化,张小咏,赵军.关于高等学校地理专业自然地理课程改革的思考与实践[J].辽宁师范大学学报(自然科学版),2003,2:201-203.

How to study quantitative skills training of students in the course of geosciences

Xu Zhong-lin

(College of Resources and Environmental Sciences, Xinjiang University, Urumqi Xinjiang, 830046, China)

The development of quantitative skills of student is key issues and required for geosciences courses at all levels of this curriculum. Since the basic geosciences curriculums are introduce to student at earlier stage of their study, the quantitative skills can also be introduce to student at the same time. The present study mainly focuses on how to blend the quantification into the basic geosciences curriculum. Some of the important findings include: design the teaching strategy at the department level and implement the quantitative skills and concepts at all levels of geosciences curriculum is important; additionally, select meaningful geo-problems and building the interest of student is also a key issue. The conclusion is that consider the requirement of student and the content of curriculum, design the teaching plan at more detailed and systematic approach is helpful for student to learn and use the different quantitative skills to resolve the real geosciences problems.

geosciences curriculum; quantitative skills; teaching

G642.3

A

1000-9795（2014）01-0118-01

［责任编辑：刘丽杰］

2013-11-20

许仲林（1982-），男，青海乐都人，讲师，主要从事遥感与环境变化、全球变化生态学方向的研究。